广州市文睿科学仪器有限公司----金属有机框架材料CuBTC;
Adv. Mater. MOF衍生的不含的蜂窝状催化剂用于氧的高效电还原氧电解还原(ORR)在高分子电解质燃料电池的阴极上是非常重要的过程。高效的氧电解还原催化剂对于燃料电池的实际应用是非常必然的。Pt材料被认为是ORR电催化剂中为高效的,然而由于高昂的成本和铂金属的稀缺性严重阻碍了诸如清洁能源应用的广泛推广。掺杂N
金属有机框架材料CuBTC
广州市文睿科学仪器有限公司----金属有机框架材料CuBTC;
Adv. Mater. MOF衍生的不含的蜂窝状催化剂用于氧的高效电还原氧电解还原(ORR)在高分子电解质燃料电池的阴极上是非常重要的过程。高效的氧电解还原催化剂对于燃料电池的实际应用是非常必然的。Pt材料被认为是ORR电催化剂中为高效的,然而由于高昂的成本和铂金属的稀缺性严重阻碍了诸如清洁能源应用的广泛推广。掺杂N 或 S的碳材料引入过渡金属后,由于多种活性物质的协同作用会改善ORR催化剂活性。
MOFs材料由于具有超高孔隙率,高比表面积(100-10,000 m2/ g),可调控的孔径(3-100 ),高热稳定性(高达500°C)以及出色的化学稳定性,在气体储存和分离方面的应用前景得到了广泛的认可。在20世纪90年代后期,在MOFs中建立性的孔隙得以实现,这开启了它们在吸附方面的应用。而MOFs刷新的孔隙比表面积,表明这类材料在气体处理方面极有应用前景。
2005年Yaghi的一篇Science正式宣告COFs材料的问世,Yaghi成功制备出COF-1,COF-5两个二维材料[3]。并通过红外光谱、固体核磁碳谱表征其结构,用粉末X射线衍射成功验证了材料的晶体性能,通过氮气吸附计算其孔径,并预示着COFs材料在吸附方面的应用,正因为Yaghi的发现,现在COFs材料又被称为“有机沸石”。
由于大部分COFs材料不是以单晶的形式存在,所以无MOFs那样通过X-射线单晶衍射的手段非常直观的对其结构进行解析。目前常用的表征手段有X-射线粉末衍射、红外光谱、固态、电镜(SEM、TEM、STM等)、元素分析及热重等,这些辅助表征可以对其框架结构给出合理解释。成功解析了COF-320的晶体结构。
高稳定性、有序开孔结构以及易功能化设计等性质使其具有发光和气体吸附、催化等优异的性能。但COF在Li-CO2电池中的应用及其作用机理研究仍是空白。气体电池扩散层引入Li-CO2 电池中,探究了其作用机理。该材料发达有序的孔道结构为CO2气体和Li离子提供了有效的扩散通道,可为充放反应提供气体与离子的补给与导出,极大的缓解了电池充放电过程中传质速度慢等问题。
除了COFs材料的吸附能力,其催化性能也是学者研究的重点问题,而在这方面通常有两种构筑方式:一是通过单体设计,在单体上通过引入带电基团或含有孤对电子的基团,利用其与金属离子的相互总用从而在单体上引入催化剂,例如在单体上引入钯,再使其通过溶剂热法聚合,使形成的COFs材料具有催化性能[9]。
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